【升级版】微专题34新型高能化学电源（原卷版）(全国版).docx

1、微专题34 新型高能化学电源1（2023全国统考高考真题）室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：S8+e-S，S+e-S，2Na+S+2(1-)e-Na2Sx下列叙述错误的是A充电时Na+从钠电极向硫电极迁移B放电时外电路电子流动的方向是abC放电时正极反应为：2Na+S8+2e-Na2SxD炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能2（2023全国统考高考真题）一种以和为电极、水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。放电时，可插入层间

2、形成。下列说法错误的是A放电时为正极B放电时由负极向正极迁移C充电总反应：D充电阳极反应：1电极反应式书写的一般步骤(类似氧化还原反应方程式的书写)2突破二次电池的四个角度1新型可充电电池(1)可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。(2)放电时的负极反应和充电时的阴极反应互为逆反应，放电时的正极反应和充电时的阳极反应互为逆反应。将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。(3)充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断分析电池工作过程中电解质溶液的变化时，要结合电池总反应进行分析。首先应分清电池是放电还是充电。再判断出正、负极或阴、阳极。放电

3、：阳离子正极，阴离子负极；充电：阳离子阴极，阴离子阳极；总之：阳离子发生还原反应的电极；阴离子发生氧化反应的电极。2燃料电池中电极反应式的书写第一步：写出电池总反应式燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。如甲烷燃料电池(电解质为NaOH溶液)的反应式为CH42O2=CO22H2OCO22NaOH=Na2CO3H2O式式得燃料电池总反应式为CH42O22NaOH=Na2CO33H2O。第二步：写出电池的正极反应式根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应式有所不同，大致有以下四种情况：(1)酸性电解质溶液

4、环境下电极反应式：O24H4e=2H2O。(2)碱性电解质溶液环境下电极反应式：O22H2O4e=4OH。(3)固体电解质(高温下能传导O2)环境下电极反应式：O24e=2O2。(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下电极反应式：O22CO24e=2CO。第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出负极反应式电池反应的总反应式电池正极反应式电池负极反应式。因为O2不是负极反应物，因此两个反应式相减时要彻底消除O2。3氢氧燃料电池在四种常见介质中的电极反应总结负极正极1（2022全国统考高考真题）电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电电池(如图所示)。光

5、照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li+O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是A充电时，电池的总反应B充电效率与光照产生的电子和空穴量有关C放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移D放电时，正极发生反应2（2022全国高考真题）一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)存在)。电池放电时，下列叙述错误的是A区的K+通过隔膜向区迁移B区的SO通过隔膜向区迁移C MnO2电极反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2+2H2OD电池总反应：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2+2H2O1

6、写出不同环境下的甲烷燃料电池的正负极的电极反应式和总反应式。(1)酸性介质(如H2SO4)负极：_；正极：_；总反应式：_。(2)碱性介质(如KOH)负极：_；正极：_；总反应式：_。(3)固体电解质(高温下能传导O2)负极：_；正极：_；总反应式：_。(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下负极：_；正极：_；总反应式：_。2LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为4Li2SOCl2=4LiClSSO2。请回答下列问题：(1)电池的负极材料为 ，发生的电极反应为 。(2)电池正极发生的电极反应为 。3MgAgC

7、l电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为2AgClMg=Mg22Ag2Cl试书写该电池的正、负极电极反应式。4铝空气海水电池：以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为4Al3O26H2O=4Al(OH)3；负极： ；正极： 。5（2022湖南高考真题）海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是A海水起电解质溶液作用BN极仅发生的电极反应：C玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能D该锂-海水电池属于一次电池6（2022广东高考真题）科学家基于易溶于的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储

8、能设备(如图)。充电时电极a的反应为： 。下列说法正确的是A充电时电极b是阴极B放电时溶液的减小C放电时溶液的浓度增大D每生成，电极a质量理论上增加7（2023江苏扬州扬州中学校考模拟预测）一种新型AC/LiMn2O4电池体系，在快速启动、电动车等领域具有广阔应用前景。其采用尖晶石结构的LiMn2O4作正极(可由Li2CO3和MnO2按物质的量比1：2反应合成)，高比表面积活性炭AC(石墨颗粒组成)作负极。充电、放电的过程如图所示：下列说法正确的是A合成LiMn2O4的过程中可能有H2产生B放电时正极的电极反应式为：LiMn2O4+xe-=Li(1-x)Mn2O4+xLi+C充电时AC极应与电

9、源负极相连D可以用Li2SO4水溶液做电解液8（2023春广东揭阳高三校联考阶段练习）一款电催化剂葡萄糖/燃料电池装置如图所示，下列说法正确的是Ab为燃料电池的正极，发生氧化反应B电极a放电后，附近溶液pH值减小C电极b的电极反应式为D该燃料电池消耗(标准状况)时，理论上可转化葡萄糖120g9（2023福建泉州泉州五中校考一模）一种新型的锂空气二次电池的工作原理如图所示。下列说法中错误的是A电路中有2mol电子通过时，水性电解液的质量增加16gB催化剂可以吸附氧气，促进氧气得电子发生还原反应C电池充电时，电子从电源负极流向锂电极，锂电极作阴极D固体电解质既可以传递离子又可以起到隔膜的作用10（

10、2023春河北沧州高三泊头市第一中学校联考阶段练习）微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示，下列有关微生物电池的说法错误的是Aa极为负极，可选择导电性高、易于附着微生物的石墨Bb极的电极反应式为C在b极涂覆的催化剂有利于氧气的还原D该电池在任何温度下均可发电1（2023陕西西安统考一模）高电压水系锌有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是A放电时，负极反应式为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)B充电时，电路中转移2mole-，中性电解质NaCl的物质的量增多2molC放电时，1molFQ转化为FQH2转移2mol电子D充电时，m接外接电源的负极，n

11、接外接电源的正极2（2023四川校联考模拟预测）某企业研发的钠离子电池“超钠F1”于2023年3月正式上市、量产。钠离子电池因原料和性能的优势而逐渐取代锂离子电池，电池结构如图所示。该电池的负极材料为NaxCy(嵌钠硬碳)，正极材料为Na2 Mn Fe(CN)6 (普鲁士白)。在充、放电过程中，Na+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。下列说法不正确的是A由于未使用稀缺的锂元素，量产后的钠离子电池的生产成本比锂离子电池的低B放电时，负极的电极反应式为NaxCy-xe-= Cy+xNa+C放电时，Na+移向电势较高的电极后得到电子发生还原反应D充电时，每转移1mol电子，阳极的质量减少23g3（202

12、3浙江校联考模拟预测）直接燃料电池是一种新型化学电源，其工作原理如图所示。电池放电时，下列说法不正确的是A电池工作时，电极I电势低B电极的反应式为：C电池总反应为：D当电路中转移0.1mol电子时，通过阳离子交换膜的为3.9g4（2023广西统考三模）高效储能电池锂硫电池具有价格低廉、环境友好等特点，已经用于某些飞机，其原电池模型以及充、放电过程如图所示。下列说法错误的是A放电时，化学能转化为电能B碳添加剂是为了增强电极的导电性C充电时，阳极的总的电极反应式是8Li2S16e = S8+ 16Li+D放电时，1 mol Li2S8转化为Li2S6得到2 mol电子5（2023秋内蒙古赤峰高三校

13、联考期末）海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂海水电池构造示意图(图1)，一种镁海水电池装置示意图(如图2)。下列说法错误的是A玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能BN极发生的电极反应：O2+4e+2H2O=4OHCX为正极，可用铜、石墨等做电极材料D如图2外电路中每通过2mol电子，溶液中2molH+由阳离子交换膜左侧向右侧迁移6（2023江西校联考二模）水系可充电电池因其成本低、高离子电导率、高安全性和环境友好性等优势而备受关注。一种 新型无隔膜Zn/MnO2液流电池的工作原理如图所示。电池以锌箔、石墨毡为集流体，ZnSO4和MnSO4的混合液作电解质溶液，下列叙述正确的是A过程为放电过程，

14、石墨毡电极的电极反应为MnO2-2e-+4H+=Mn2+2H2OB放电时，当外电路转移2mole-时，两电极质量变化的差值为22gC过程I为锌沉积过程，B连电源的正极，电极附近pH增大D将电解质溶液换成强酸或强碱性溶液都可延长电池的使用寿命7（2023山东德州统考三模）我国科学家研究出一种新型水系电池，其结构如下图，该电池既能实现乙炔加氢又能提供电能，下列说法正确的是A通过阴离子交换膜向a电极移动B左侧极室中减小Ca极的电极反应式为D每转移，右侧极室中溶液质量增大34g8（2023广东汕头市澄海中学校联考模拟预测）锌铁液流电池由于安全、稳定、电解液成本低等优点成为电化学储能热点技术之一、如图为

15、以和作为电极氧化还原电对的碱性锌铁液流电池放电时工作原理示意图。已知：聚苯并咪唑()膜允许离子通过。下列说法错误的是A含有配位键，电池放电总反应为B放电过程中，左侧池中溶液逐渐减小C充电过程中，阴极的电极反应为D充电过程中，当通过膜时，导线中通过9（2023浙江校联考三模）光催化钠离子二次电池的应用研究取得重大进展，该电池工作原理如下图所示。下列有关说法不正确的是A充电时，电子从光催化电极流出通过导线流向石墨电极B放电时，每消耗1 mol ，离子交换膜左室电解质溶液质量减少46 gC充电时，通过离子交换膜进入右室D放电时，石墨电极的电极反应式为10（2023浙江金华统考模拟预测）我国科研团队提

16、出一种新型阴离子电极材料的水系双离子电池，该电池以和为电极，其工作原理如图所示。下列有关叙述不正确的是A充电时，电极a应接电源的正极B放电时，若电极a得到6.4g Cu和1.44g ，则电路中转移0.22mol电子C充电时，电极b的电极反应式为D第2次放电时，溶液碱性逐渐增强11（2023辽宁校联考三模）高效储能电池锂硫电池具有价格低廉、环境友好等特点，已经用于某些飞机，其原电池模型以及充、放电过程如图所示。下列说法错误的是A放电时，化学能转化为电能B碳添加剂是为了增强电极的导电性C放电时，1 mol 转化为得到2 mol电子D充电时，阳极的总的电极反应式是12（2023全国高三统考专题练习）我国科学家设计的“海泥电池”，既可用于深海水下仪器的电源补给，又有利于海洋环境污染治理，其中微生物代谢产物显酸性，电池工作原理如图所示。下列说法错误的是AA电极的电势高于B电极B质子从海底沉积层通过交接面向海水层移动C负极的电极反应式为CH2O-4e-+H2O=CO2+4H+D海水和海泥作为电解质的一部分，富含盐分，导电性高，有利于输出电能